人教版高中物理人教版选修3-1第二章恒定电流2.10实验：测量电源的电动势和内阻课件（共14张PPT）.ppt

第二章 恒定电流 丹阳中学 吴能平 2011.11.14 10 实验：测量电源的电动势和内阻 问题1：测量电池的电动势和内阻的原理是什 么？课本中介绍了哪些方法？ 问题2：不同的方法优缺点是什么？ 问题3：如果待测电池的内阻太小，会对实验 带来什么不利的影响？应该如何解决？ 原理：闭合电路欧姆定律 方法1：E=U+Ir 方法2：E=IR+Ir 方法3：E=U+Ur/R 一、实验原理、方法和电路图 E r K 干电池（被测电源），电压表（0－3V），电流表（0－0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。 二、实验器材 1、电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。 2、把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。 3、闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。 4、打开电键，整理好器材。 5、处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。 三、实验步骤 四、数据处理 1.公式计算法: E=U+Ir 2、作图法 测量原理：根据闭合电路U=E-Ir，用伏特表和安培表测出几组路端电压和干路电流的值，作出U-I图象，图象与纵轴的交点就是电动势，图象与横轴的交点表示短路电流，图象斜率的绝对值表示内电阻。 这种方法叫做外推法，是科学研究中很重要的一种处理数据的方法。 作图法： 干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。 I（A） U（V） 0.12 1.37 0.20 1.32 0.31 1.24 0.32 1.18 0.50 1.10 0.57 1.05 思考1：如果纵轴的坐标不是从零开始，其优点是什么？它与纵轴的坐标从零开始，横坐标有何不同？两者斜率的物理意义是否相同？ 思考2：由内阻r=E/I0知，直接用电压表测量 路端电压，用电流表测量短路电流，就可以直接得到电池的内阻，为何还要间接测量，不直接测量呢？ 五、误差分析 实验采用外接法，测量电路存在系统误差，这是由于电压表的分流引起的，E测＝E真、r测r真 1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池)。 2．在实验中不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，使得E、r明显变化。 3．测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均值。 4．在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差。 六、实验注意事项 5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。要直线上任取相距较远的两个点，用 计算电源的内阻。 七、巩固练习 例：用如图7－5－9所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有： A．电压表V：0～3 V和0～15 V两个量程 B．电流表A：0～0.6 A和0～3 A C．滑动变阻器R1(最大电阻为20 Ω) D．滑动变阻器R2(最大电阻为100 Ω) E．开关S和导线若干 (1)电流表应选用________量程；电压表应选用________量程；滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)． (2)如图所示U－I图上是根据实验测得的7组数据标出的点．请你画出图线，并由图线求出E＝________V，r＝________Ω. 答案】　(1)0～0.6 A　0～3 V　R1 (2)图线如图所示　1.5　0.5